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1、电磁感应定律的应用教学设计1、 设计思想(1） 教学内容分析 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。（二）学情分析在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了分析电磁感应现象的能力以及动手操作能力。因此，本节课的重点是直接利用法拉第电磁感应定律解决两类实际应用问题，即电路分析问题和动力学问题，设计中采用了让学生分析现象，解决问题，思考讨论，教师引导总结找出规律的方法，使学生能够深刻利用法拉第电磁感应定
2、律。本节课的难点是如何利用以前的动力学分析方法解决导棒的运动问题，得出分析规律。这类导体切割问题综合了电磁感应、电路及力学中的知识，学生在理解了产生感应电动势的前提下，会因为没有及时将等效电路图画出而无法进入下一环节，又会因为对导体的受力分析不对位，致使对导体的动力学分析受限，再加上对加速度的讨论本来就是学生的困难点。因此导体切割问题对学生的能力要求比较高，学生处理起来会觉得很困难。基于以上分析，在本节课中设计了一些例题及联系实际的课堂练习，帮助学生建立由电磁感应到电路，再到力学综合，最后理论联系实际的一个逻辑思维链。以期达到帮助学生建立对处理此类问题的信心、学会处理此类问题的基本思维方法的目
3、的。二、教学目标（一）知识和能力目标、知道法拉弟电磁感应定律求解感应电动势的计算方法；、会寻找电源部分，并判定感应电流的方向；、会分析导体切割时的导体的受力、运动状态；（二）过程与方法、通过电磁感应现象画出等效电路图的过程，体会物理中的等效的思想方法、通过由电磁感应现象的分析到导棒运动的分析，让学生体会理论联系实际的过程。（三）情感、态度、价值观目标通过对神奇手电筒的分析，让学生动手解决问题，理论联系实际并运用于解决实际问题，激发学生积极将所学知识运用于实践的热情。三、教学重点、电动势的计算及感应电流方向的判定、分析电磁感应现象中的安培力、该力在电磁感应现象中作用，并结合力学规律计算相关的动力
4、学问题四、教学难点通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件。五、教学准备神奇手电筒、电脑、PPT、实物投影仪六、教学过程【新课导入】老师展示“神奇手电筒”如图所示：师：老师现在有一支“神奇手电筒”，不知为什么不能发光了？有没有同学愿意上来帮我拆开手电筒查看一下原因？学生到讲台上通过实物投影拆开手电筒，寻找原因所在。同时，为了帮学生寻找原因，老师在黑板上画手电筒简单电路图。师：拆好了，找到原因没有？生：没有电池。师：哦，这么简单的问题，我怎么没发现呢！（表示惊讶）但这支手电筒的“神奇”之处就是没有电池啊！你是否有其他发现呢？生：有个线圈！师：对了！同学们能利
5、用已学知识帮忙想个办法让手电筒发光吗？生：用磁铁。师：太棒了！你们已经会运用已掌握知识解决实际问题了！那里就有一个磁铁，同样还是请这位同学帮忙安装好手电筒，并看看，理论跟实际是否相符？师：在这位同学安装过程中，我们看到黑板上的手电筒电路图中有电池部分，现在我们用磁铁和线圈替代了电池，利用电磁感应定律的原理来为小电珠供电，那么这一部分就相当于电源。（在黑板上去掉电池，画螺线管+磁铁）师：装好了吧？你展示给同学们看看现在手电筒是否能发光？生摇动手电筒，同学们观察到手电筒能发光。师：祝贺你们，实际与理论非常相符！掌声谢谢我们这位同学！今天，我们一起来继续学习电磁感应定律的应用。（板书：电磁感应定律的
6、应用）【过渡】师：刚才我们通过“磁铁+线圈”同样能使手电筒发光，这就是电磁感应定律应用的第一种问题：电路问题（板书：一、电路问题）师：同学们观察手电筒的发光情况与手摇动快慢有什么关系？并思考为什么会有这样的关系？生：摇动得越快，通过线圈的磁通量变化越快，根据电磁感应定律知，产生的电动势越大，发光就越亮。师：通过定性分析，我们知道在电路中，首先要根据电磁感应定律来确定电源的电动势。接下来我们能过一道具体的例题来应用求解问题。例1、图甲所示，水平放置的线圈匝数n=200匝，直径d1=40cm，电阻r=2，线圈与阻值R=6的小灯泡相连在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界匀强磁场，磁感应强度按图
7、乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向试求（计算结果可保留字母）（1）通过小灯泡的电流方向（2）电压表的示数师：请科代表帮忙读一下题目，带大家审题。（学生读题过程中，老师在黑板上画电路图，读完题后，让学生马上判断电流方向）生：由B-t图知，B变大，由楞次定律知，感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则知电流方向是由A到B。师：非常正确，如果要把电源部分用电池符号来等效，则应该如何画？生：与A相连的部分为电源正极。师：很好，接下来请同学们计算一下电压表的示数。（老师巡视学生的做答情况）在学生中查看计算情况，发现这样的计算结果：请同学们判断是否正确？并说明原因。生：不正确！第一
8、种情况，没有正确使用磁场的有效面积。第二种情况，电压表的示数测的是电路的外电压，由于电源存在内阻，外电压不等于电动势。师：说得太对了！正确的计算结果应该是1.5。通过例题，在解决电路问题中，我们运用电磁感应定律要非常关注电源部分及电路的结构。如果电源电动势产生的形式是“变化磁场+线圈”，要注意磁场的有效面积。如果电动势产生形式是导棒切割磁感线，则可利用结论求感应电动势的大小。（板书：电源）【过渡】师：因此，我们刚才摇动磁铁，来使手电筒发光，同样，我们也可设计这样的情景，用导棒切割磁感线，如图但是，刚才例题1，虽然磁场是变化的，但产生的电动势却是稳定的，灯泡的发光情况也是不变。然而如果导棒在切割
9、磁感线时，导棒由静止开始运动（导轨不计电阻），若倾斜导轨光滑且无限长，小灯泡的亮度如何变化呢？会不会一直越来越亮呢？要解决这个问题，我们要学会分析导棒的运动情况。而力是改变物体运动状态的原因。这就是我们紧接着要学习电磁感应定律的应用问题，力学问题。（板书：二、力学问题）师：讲到力，当然离不开物体的受力分析，请同学们分析一下导棒刚开始运动瞬间的受力情况，以及运动后，某一时刻速度为v时的受力情况。分别请两位同学来画在黑板上。（学生在黑板上画图过程中，老师在黑板上板书：1、受力分析 运动分析）师：通过受力分析知，导棒在运动刚开始时只受到两个力，当运动后，会受到三个力的作用，那么导棒是否做匀加速运动呢
10、？学生出现争议，有说是，也有说不是。师：是不是匀加速运动，取决于受到的力是否恒定？我们看到重力、支持力，这是两个恒力，关键问题在安培力！同学们能否把安培力的表达式写出来？生： 师：因此，安培力是否恒定呢？取决于V是否恒定！显然，导棒由静止开始运动，V是增加的，则安培力随之增加，导棒的合外力也随之改变，做变加速运动，加速度在改变。同学们能否把加速度的表达式也写出来呢？生：，师：由此可见，V增大，a减小。同学们能用V-t图表示运动过程吗？师：画得很好，通过V-t图，最终导棒的加速度会减小至0，做匀速运动，所以，导棒切割产生的电动势也会随V的增加而增到恒定不变。同理，我们也可画出另一种图象I-t来表
11、示。由I-t图象可知，灯的亮度应该越来越亮到一定亮度后不再改变。总结一下刚才的分析过程中，对导棒的受力、运动做了分析，然而有一条线索应该引起我们的注意：安培力感应电流确定电源（E，r）运动状态的分析 v与a方向关系F合=maa变化情况合外力v变化情况周而复始，直到稳定状态时，加速度等于0，速度有极值。（板书：2、v I F安 F合 a 3、a=0，v有极值）接下来，我们来具体看一道实际应用的题目：例2、如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的
12、电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值Im通过实物投影学生的做答情况，然后给予点评！最后校对答案！提出新的思考问题：能否用v-t图象分情况说明导棒的运动过程？（由于时间关系，留做课后思考）七、板书设计电磁感应定律的应用一、电路问题电源二、力学问题1、受力分析 运动分析2、v I F安 F合 a3、a=0，v有极值八、教学反思学校于2014年12月16日举办主题为“学术引领，高效课堂”的教学开放周活动，我承担此次与广州市第二中学的同课异
13、构。参加这次同课异构活动的老师除了本校老师外，还有不少来自市内外其他学校的老师。广州市教研室物理教研员陈信余老师应邀前来指导。本节课的教学内容是高中物理3-2的“法拉第电磁感应定律”。这是一节物理特点非常突出的课，常被选来作同课异构或教学竞赛的课题。从接受任务到完成这节课，经过一周多的准备，反复“磨课”，最后完成了这节课，如释重负，也留下了不少的遗憾。在备课和上课过程中均得到了教导处主任汪欣主任、物理科组长杨霓老师、物理教师李华思老师等同行和物理实验员梁志成老师的大力支持。在此，我对给予我这个学习平台并大力帮助我完成此次同课异构的人们一并表示真诚的感谢！ 以下是我对这节课的教学反思。一、精心备
14、课，寻找思路 经过几届的轮回，已经对高中物理的内容很熟悉，也了解学生对法接第电磁感应定律理解和应用中存在的常见问题。从接到任务以来，我一直在思考如何能上好这一节课。在备课的过程中，我认真阅读高中物理课程标准和近年广东省高考考试说明。科组长杨霓老师还建议我要阅读其他版本的教材,并且我还到网上下载有关视频，学习名师课堂中的精髓。此外，为了能够通过实验来带动课堂，我还请教物理实验员梁志成老师，一起探讨设计实验，确定实验方案。最后，梁志成老师把家里的手电筒贡献出来。我确定了上课思路，利用手电筒来引入，带动学生的课堂气氛，吸引他们的上课兴趣，主要解决两类应用问题：电路问题和力学问题。二、掌控课堂，以生为
15、主 在备这节课时，因为我是在高三上课，不清楚高二学生学习情况，对教学设计虽然有思路，但还是要有一次试讲。在试讲过程中，我把握不好课堂节奏，在引导学生总结电路的方法，花费了很多时间，觉得没讲，就无法进行到下一步力学问题。这是我预先没有想到的。又例如，由于在提问学生进行师生互动和分析等效电路时花了较多的时间，后面的时间很紧，以致于无法进行力学问题的分析与探讨。在第二次试讲后，教导处主任汪欣主任建议我要放开讲，相信学生，别畏首畏尾，把前面的时间给节省出来，就可以把精力全部花在力学问题的探讨。同时，虽然不是自己熟悉的学生，但还是要放在手脚，掌控课堂的节奏，控制好时间，在以学生为主的同时，别忘记对课堂效
16、率把握，要体现高效课堂的需求。三、设问过渡要合适，充分肯定学生 在课堂上我很注意师生的互动，我提出的问题尽可能具体明确，让学生能够作答。虽然和这些学生是第一次接触但我和他们的配合很是默契。当学生回答不出问题我不轻易否定，尽量把他的思路往正确答案上引导。对正确回答的学生我给予充分的肯定和表扬。这样，学生才不惧怕提问，课堂才可能生动活跃。课堂上每一环节的衔接，通过巧设情景或问题，让学生思考，同时要环环相扣。四、跨级上课对学生的特点了解不足 由于身在高三上课，又恰逢高三联考，实在忙不过来，周末忙着批改联考试卷，周一试讲完，发现问题还是很多，但周一高三学生又一直关心联考成绩，晚自习值班，都无法静下心来
17、备课，只能值完班后，10点半回到家熬夜至深夜1点才把原先试讲课上出现的不足给予改进，并大刀阔斧地删减一些不必要环节，重点放在对力学问题的深入研究，同时，提升学生的认知能力，能解决实际应用的计算问题。在之前的试讲课中，一直暴露出对学生原有知识的把握不准确，浪费太多时间在电路的分析问题上，只因跨级上课，无法深入了解学生，不能追踪学生的学习情况，所以想当然地认为对电路问题分析应该与力学问题分析一起共抓。在正式授课时，舍弃对电路问题的细致分析，节约出的时间终于可以很好地在力学问题上好好分析，而且能给学生引导总结，提炼方法，再通过应用例题实战训练。课堂上，学生精彩的回答，手舞足蹈地分析例题，可见学生已经掌握到方法。 总之，通过这一节跨级与外校同行的同构异课，我得到了很多的锻炼，也得到了专家的指导，不仅在上课方面，而且在对学情的分析方面，都有了新的认识，要上好每一节，都要着眼于对教材的分析，更要着眼于对学情的分析，才能有的放矢！ 6 / 6